ZHCST42D September 2007 – June 2026
PRODUCTION DATA
当检测的充电电流低于 ISYNSET 值时,充电器在非同步模式下工作。反之,充电器在同步模式下工作。
在同步模式期间,当高侧 N 沟道功率 MOSFET 关断时,低侧 N 沟道功率 MOSFET 导通。内部栅极驱动逻辑采用先断后合切换机制,防止出现击穿电流。在两个 FET 同时关断的 30ns 死区时间内,低侧功率 MOSFET 的体二极管传导电感器电流。使低侧 FET 导通可保持较低的功耗,并允许在大电流下安全充电。在同步模式期间,电感器电流持续流动,并且器件在连续导通模式 (CCM) 下工作,构成固定的双极系统。
在非同步工作期间,高侧 N 沟道功率 MOSFET 关断,经过先断后合死区时间之后,低侧 N 沟道功率 MOSFET 导通约 80ns,然后低侧功率 MOSFET 关断并保持关断状态,直至下一个周期起始,届时高侧功率 MOSFET 再次导通。需要设置 80ns 低侧 MOSFET 导通时间,以确保自举电容器持续充电,并能够在下一个周期内维持高侧功率 MOSFET 导通。这对于电池充电器至关重要,因为与常规直流/直流转换器不同,电池负载会维持电压并可输出电流和灌入电流。持续 80ns 的低侧脉冲会拉低 PH 节点(高侧和低侧 MOSFET 之间的连接),让自举电容器充电至 REGN LDO 值。80ns 过后,低侧 MOSFET 保持关断状态,以防止电感器产生反向电流。低侧 MOSFET 关断会阻断电感器电流,而电感器电流会变得不连续。这种模式称为“不连续导通模式”(DCM)。
在 DCM 模式期间,环路响应会自动变化,并具有单极系统;在该系统中,极点与负载电流成正比,因为转换器不会灌入电流,仅负载提供灌电流。这意味着电流非常低时,环路响应速度会变慢,因为可用于输出电压放电的灌电流会变少。处于非同步工作模式且电流非常低时,80ns 充电脉冲期间可能会有少量反向电感器电流。该电荷应足够小,可被输入电容吸收。
每当 BTST - PH < 4V 时,LODRV 上会出现 80ns 充电脉冲,高侧 MOSFET 不导通,且低侧 MOSFET 不导通(只有 80ns 充电脉冲)。
在 bq24751A 中,VISYNSET=ISYN×RSR 在内部设置为 13mV,作为充电器从非同步工作切换为同步工作时的充电电流阈值。低侧驱动器仅导通 80ns,用于给自举电容器充电。这对于防止电感器产生反向电流至关重要;若出现反向电流,会产生升压效应——电能从电池倒灌至输入电容器,进而升高输入电压。这种升压效应会造成 PVCC 节点过压,存在损坏系统的风险。电感器纹波电流由以下公式给出:

其中:
| VIN = | 适配器电压 |
| VBAT = | BAT 电压 |
| fS = | 开关频率 |
| L = | 输出电感器 |
| D = | 占空比 |
在给定 VIN、fs 和 L 的前提下,占空比 (D) 接近 0.5 时会出现 IRIPPLE_MAX。
ISYNSET 比较器或充电欠流比较器会将 SRP 与 SRN 之间压差与内部阈值进行对比。下降沿阈值设置为 13mV,上升沿具备 8mV 迟滞,允许 10% 偏差。